JP2005290644A - 分繊用ポリエステルマルチフィラメント、およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヤング率が低く易染性を持ち、弾性回復率に富んだ分繊用ポリエステルマルチフィラメントを提供すること。
【解決手段】繊維を構成するポリマー成分の少なくとも９０モル％以上がトリメチレンテレフタレート単位で構成されたポリエステル繊維であり、かつ下記（１）〜（２）項を同時に満足する分繊用ポリエステルマルチフィラメント。
（１）複屈折：０．０５０〜０．０７０
（２）伸度（％）：３０〜７０
【選択図】なし

Description

本発明は、分繊用ポリエステル繊維に関するものであり、更に詳しくは、繊維を構成するポリマー成分の少なくとも９０モル％以上がトリメチレンテレフタレート単位で構成された分繊用ポリエステルマルチフィラメントに関する。

ポリトリメチレンテレフタレート繊維は、古くから知られており（特許文献１〜２）、伸長弾性回復率が優れ、ヤング率が低く易染性を持ち、化学的にも安定していることから、衣料用でのストレッチ素材として好適な繊維である。
しかしながら、ポリトリメチレンテレフタレート繊維において、分繊用ポリエステルマルチフィラメントとしての研究はなされておらず、ポリトリメチレンテレフタレート繊維の特性を活かした分繊用ポリエステルマルチフィラメントが求められてきた。
特開昭５２−８１２３号公報 特開昭５２−８１２４号公報

本発明は、上記を背景になされたものであり、その目的は、染斑、パッケージの巻姿が良好で、分繊性に優れた分繊用ポリエステルマルチフィラメントを提供することにある。

本発明者らは、上記課題を達成するため、ポリトリメチレンテレフタレート繊維による分繊用ポリエステルマルチフィラメントについて鋭意研究し、安定して製造することが出来、その後の分繊加工での工程通過性も良好で品位が高い分繊用ポリエステルマルチフィラメントに到達したものである。
すなわち、本発明は、繊維を構成するポリマー成分の少なくとも９０モル％以上がトリメチレンテレフタレート単位で構成されたポリエステル繊維であり、かつ下記（１）〜（２）項を同時に満足することを特徴とする分繊用ポリエステルマルチフィラメントに関する。
（１）複屈折：０．０５０〜０．０７０
（２）伸度（％）：３０〜７０
ここで、本発明の分繊用ポリエステルマルチフィラメントは、好ましくは、単糸繊度が１０〜４０デシテックスであり、フィラメント数が４〜２０本である。
また、本発明の分繊用ポリエステルマルチフィラメントは、好ましくは、ドラム状パッケージに巻かれたマルチフィラメントが実質的に無撚で、かつパッケージの綾角θは７．０度以上である。
次に、本発明は、ポリマー成分の少なくとも９０モル％以上がトリメチレンテレフタレート単位で構成されたポリエステルを温度２４０〜２７０℃で紡糸口金より吐出して溶融マルチフィラメントとなし、これを紡糸口金直下に設けた５０〜２００℃の雰囲気温度に保持した長さ５０〜２００ｍｍの保温領域を通過させて急激な冷却を抑制した後、この溶融マルチフィラメントを急冷して固体マルチフィラメントに変え、オイリングローラーにてモノフィラメントの状態でオイリングを施した後に温度４０〜８０℃に加熱した第一ローラーに５００〜３，０００ｍ／分にて巻き付け、次に巻き取ることなく温度１１０〜１５０℃に加熱した第二ローラーに巻き付け、第一ローラーと第一ローラーより速度を速めた第二ローラーの間で１．２〜４．０倍に延伸し、第二ローラーよりも低速で巻き取ることを特徴とする分繊用ポリエステルマルチフィラメントの製造方法に関する。

本発明により、繊維を構成するポリマー成分の少なくとも９０モル％以上がトリメチレンテレフタレート単位で構成され、染斑、パッケージの巻姿が良好で分繊性に優れた分繊用ポリエステルマルチフィラメントを提供することが可能となる。

本発明のポリエステルはポリトリメチレンテレフタレートを主たる対象とする。ここでいうポリトリメチレンテレフタレートとは、トリメチレンテレフタレート単位を主たる繰返し単位とするものであり、例えば酸成分を基準として１０モル％未満で他の成分が共重合されていてもかまわない。
好ましく用いられる共重合成分としては、例えば、酸成分としては、フタル酸、イソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸などを挙げることができ、また、グリコール成分としては、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールＡ、２，２−ビス｛４−（β−ヒドロキシエトキシ）フェニル｝プロパンなどを挙げることができる。

また、上記ポリトリメチレンテレフタレートには、各種の添加剤、例えば、酸化チタンなどの艶消し剤、熱安定剤、紫外線吸収剤などが必要に応じて含まれていてもよい。本発明に用いるポリマーの固有粘度（オルソクロロフェノールを溶媒として使用し３５℃で測定）は、０．４〜１．５ｄｌ／ｇが好ましく、より好ましくは０．７〜１．２ｄｌ／ｇであり、この範囲で、強度、紡糸性などに優れた繊維を得ることができる。

本発明の分繊用ポリエステルマルチフィラメントは、下記（１）〜（２）項を同時に満足することが重要である。
（１）複屈折：０．０５０〜０．０７０
（２）伸度（％）：３０〜７０

まず、本発明の上記マルチフィラメントは、その複屈折を０．０５０〜０．０７０の範囲とすることが重要である。複屈折が０．０５０を下回ると充分な力学的特性を得ることが出来ず、マルチフィラメントを分繊してモノフィラメントにする工程や、モノフィラメントの織り編み工程で糸の張力が高くなる時に糸切れや毛羽が発生しやすくなる。また、複屈折が０．０７０を上回る原糸を得るには、引き取り速度を５０００ｍ／分以上とする必要があり、巻き取り時のパッケージの崩れが発生し易く、そのため、解舒時の張力変動が大きくなり、分繊性が悪くなる。複屈折は０．０５５〜０．０６８がより好ましい。

また、本発明のマルチフィラメントは、伸度が３０〜７０％であることが重要である。
伸度が３０％を下回ると紡糸工程での糸切れや分繊工程での糸切れが多くなり工程通過性が悪くなる。一方、伸度が７０％を上回ると分繊時に解舒張力を高くした際、解舒張力変動による糸長方向の斑が生じやすく、さらに分繊時の張力変動が大きくなり分繊工程での糸切れが多くなる。伸度は、４０〜６０％が好ましい。

本発明により製造される分繊用ポリエステルマルチフィラメントの分繊後の単糸繊度は、好ましくは１０〜４０デシテックスである。単糸繊度がこの範囲よりも小さくなると分繊が難しくなり、逆に大きくなると巻き取り中にパッケージの型崩れや綾外れが発生して工程通過性が悪くなる。
また、本発明のマルチフィラメントの単糸数は、４〜２０本であることが分繊性および分繊工程での工程通過性を確保する観点から好ましい。

さらに、本発明の分繊用ポリエステルマルチフィラメントのドラム状パッケージは、綾角θが７．０度以上で巻かれていることが好ましく、綾角θが７．０度未満の場合、高速で巻径の大きいドラム状パッケージを巻き取ると、巻き取り時の糸の張力などに起因してドラム状パッケージの側面の膨らみ（バルジ）が大きくなり輸送時の型崩れ、また分繊工程において解舒する際、ドラム状パッケージの端面が糸落ちして糸切れするなど解舒不良や分繊不良の問題が生じる。さらに好ましい綾角θは、７．０〜１０．０度である。

本発明のマルチフィラメントを構成する繊維の単糸断面形状は特に限定されるものではなく、円形、三角形、扁平、３〜８の多葉形、中空など用途目的に合わせて適宣選択すれば良い。

以下、図１を用いて、本発明の分繊用ポリエステルマルチフィラメントの製造方法について説明する。
すなわち、本発明の分繊用ポリエステルマルチフィラメントは、例えば、ポリマー成分の少なくとも９０モル％以上がトリメチレンテレフタレート単位で構成されたポリエステルを温度２４０〜２７０℃で紡糸口金１より吐出して溶融マルチフィラメントとなし、これを紡糸口金直下に設けた５０〜２００℃の雰囲気温度に保持した長さ５０〜２００ｍｍの保温領域１０を通過させて急激な冷却を抑制した後、この溶融マルチフィラメントを冷却風１１により急冷して固体マルチフィラメントに変え、糸分けガイド３を用いてオイリングローラー２上でオイリングを施した後に温度４０〜８０℃に加熱した第一ゴデットローラーと第一セパレートローラー間（第一ローラー）に５００〜３，０００ｍ／分にて巻き付け、次に巻き取ることなく１１０〜１５０℃に加熱した第二ゴデットローラーと第二セパレートローラー間（第二ローラー）に巻き付け、第一ローラーと第一ローラーより速度を速めた第二ローラーの間で１．２〜４．０倍に延伸するとともに、第二ローラーよりも低速の巻取り機８により、マルチフィラメントパッケージ９として巻き取ることによって得られる。

この際の溶融紡糸温度は、通常、２４０〜２７０℃、好ましくは２５５〜２６５℃であり、２４０℃未満では発現される強度が低くなる傾向があり、一方、２７０℃を超えると熱分解が起こり易く、分解した低分子量ポリマーが紡糸口金の吐出孔周辺に汚れとして蓄積し易くなり工程通過性が著しく低下する。
溶融紡糸の際の紡糸口金直下の雰囲気温度は、５０〜２００℃、好ましくは８０〜２００℃であり、５０℃未満では吐出された溶融マルチフィラメントの急激な冷却が行われ工程通過性が低下する。一方、２００℃を超えると、固体マルチフィラメントでの長さ方向における繊度のバラツキが大きくなり染斑や後工程における分繊性が低下する。
また、この際の保温領域の長さは、５０〜２００ｍｍ、好ましくは７０〜１５０ｍｍである。５０ｍｍ未満では吐出された溶融マルチフィラメントの急激な冷却が行われ、工程通過性が低下する。一方、２００ｍｍを超えると、固体マルチフィラメントでの長さ方向における繊度のバラツキが大きくなり染斑や後工程における分繊性が低下する。
上記保温領域を通過させた後、溶融マルチフィラメントを急冷するが、その際の冷却温度は、通常、１５〜３０℃程度である。

本発明のポリエステルマルチフィラメントは、分繊用であるため、溶融マルチフィラメントを急冷して固体マルチフィラメントとした後、オイリングを施すには、分繊性を向上させるために、モノフィラメントの状態でオイリングする。

次いで、オイリング後、再び、マルチフィラメントの状態にして、これを４０〜８０℃、好ましくは５５〜６５℃に加熱した第一ローラーで５００〜３，０００ｍ／分、好ましくは８００〜２５００ｍ／分にて巻き付ける。この際、第一ローラーの温度が４０℃未満では、マルチフィラメントをガラス点移転温度（Ｔg）まで加熱することが出来ず第一ローラーと第二ローラーで延伸する際に安定な延伸を行うことが出来なくなり染斑が著しく低下する、一方、７０℃を超えると第一ローラー上でのマルチフィラメントの走行安定性が低下し染斑や工程通過性が低下する。また、第一ローラーの周速が５００ｍ／分未満では、マルチフィラメントの充分な力学的特性を得ることが出来ず、一方、３，０００ｍ／分を超えると巻き締まりによるドラム状パッケージの巻き姿が悪化し、工程通過性や分繊性が著しく低下する。

次に、第一ローラーで巻き取ることなく１１０〜１５０℃、好ましくは１２０〜１４０℃に加熱した第二ローラーに巻き付け、第一ローラーと第一ローラーより速度を速めた第二ローラーの間で１．２〜４．０倍、好ましくは２．０〜３．５倍に延伸し、第二ローラーよりも低速でドラム状パッケージとして巻き取る。
この際、第二ローラーの温度が、１１０℃未満では、固体マルチフィラメントの熱収縮率を充分に下げることが出来ず後工程にて布帛にした際の寸法安定性が低下する、一方、１５０℃を超えると、第二ローラー上でのマルチフィラメントの走行安定性が低下し工程通過性が低下する。また、上記倍率が１．２倍未満ではマルチフィラメントの充分な力学的特性を得ることが出来ず、一方、４．０倍を超えると巻き締まりによるドラム状パッケージの巻き姿が悪化し、工程通過性や分繊性が著しく低下する。また、巻取り機の周速は、良好な巻姿のドラム状パッケージを得る面から、第二ローラーよりも低速、例えば、第二ローラーと巻取り機との間において、７〜２０％程度、好ましくは１０〜１５％程度のオーバーフィード率で巻き取る。
なお、この際、本発明の分繊用ポリエステルマルチフィラメントのドラム状パッケージは、上記のように、綾角θが７．０度以上で巻かれていることが好ましい。

以下、実施例により具体的に説明する。なお、実施例中の各特性値は次の方法で求めた。
複屈折率
糸の複屈折率は、光学顕微鏡とコンペンセーターを用いて、繊維の表面に観察される偏光のリターデーションから求められる値である。
強度、伸度
ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に基づいて定速伸長引張試験機であるオリエンテック（株）製、テンシロンを用いて、つかみ間隔２０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分にて測定した。
綾角θ
綾角θは、式１で求めた。
θ＝ｔａｎ^-1（（Ｔｒ／Ｖ）×（２×Ｔr巾））
θ（°）；綾角
Ｖ（ｍ／分）；巻取速度
Ｔｒ（ｃｐｍ）；トラバース数
Ｔｒ巾（ｍ）；トラバース巾

染斑
分繊用マルチフィラメントを約４０ｍの筒編として、水洗いを５分施し、サンプルの２％の割合でテラトップブルー（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ（株）製）を用い、染色浴槽液の０．２％の割合でポリエスカＤＳ（辰洋化学工業（株）製）を助剤として４０℃、１０分で放置した後、３０分かけて１００℃まで昇温、１００℃、３０分で染色した。１０分間乾燥後、この染色筒編の染斑を検査員が目視判定し下記基準で格付けした。
レベル１： 筋状、斑点状の斑が無く全体的に均一な染め上がり。
レベル２： 筋状、斑点状の斑が少し認められるが良品として許容範囲。
レベル３： 強い筋状あるいは大きな斑点状の染め斑が多く認められる。
パッケージの巻姿
図２に示す方法でドラム状パッケージの膨らみ（バルジ）を測定して、判定は次の基準で行った。
５ｍｍ未満；良好
５〜１０ｍｍ；一応良好
１０ｍｍ以上；不良
分繊性
分繊用ポリエステルマルチフィラメントを巻き取った１０ｋｇ巻ドラム状パッケージを、単糸１本1本に糸切れなく分繊速度６００ｍ／分にて分繊できた分繊用マルチフィラメントの割合を満管率（％）で表す。なお、分繊されたモノフィラメントの巻量は１ｋｇ巻とする。７０％以上を合格とした。

実施例１
ο−クロロフェノールにて３５℃で測定した固有粘度１．０５ｄｌ／ｇのポリトリメチレンテレフタレートを、吐出孔径０．５５ｍｍの孔５ホールが同心円状に配列してある紡糸口金から、ポリマー吐出温度２５７℃とし、単一吐出孔での吐出量が５．７ｇ／分となるように押し出して、モノフィラメントの状態でオイリングを行ない、６０℃に加熱した第一ローラーで８ターンさせ８００ｍ／分で引き取りつつ第一ローラーの３．５６倍の速度で１３５℃に加熱された第２ゴデットロールに６ターンさせ１０本のマルチフィラメントの綾角θを８．５度で巻き取った。この糸の物性を表１に示す。表１において得られたマルチフィラメントは染斑、パッケージの巻姿が良好であり分繊も良好な結果となった。

比較例１
ο−クロロフェノールにて３５℃で測定した固有粘度１．０５ｄｌ／ｇのポリトリメチレンテレフタレートを、吐出孔径０．５５ｍｍの孔５ホールが同心円状に配列してある紡糸口金から、ポリマー吐出温度２５７℃とし、単一吐出孔での吐出量が５．７ｇ／分となるように押し出して、モノフィラメントの状態でオイリングを行ない、２つの紡糸口金から吐出されたフィラメント群を合糸して１０本のマルチフィラメントとし、６０℃に加熱した第一ローラーで８ターンさせ８００ｍ／分で引き取りつつ第一ローラーの３．５６倍の速度で１３５℃に加熱された第２ゴデットロールに６ターンさせ１０本のマルチフィラメントの綾角θを６．０度で巻き取った。この糸の物性を表１に示す。このマルチフィラメントは、力学的特性や染斑は良好な結果であったが、パッケージのバルジが大きく、分繊性が悪い結果となった。

比較例２
単一吐出孔での吐出量が４．７ｇ／分となるように押し出して、モノフィラメントの状態でオイリングを行ない、６０℃に加熱した第一ローラーで８ターンさせ１，１００ｍ／分で引き取りつつ第一ローラーの２．０倍の速度で１２０℃に加熱された第２ゴデットロールに６ターンさせて巻き取った以外は、実施例１と同様にして得られたマルチフィラメントであり、この糸の物性を表１に示す。このマルチフィラメントは染斑が悪く、部分的に未延伸が発生したため、分繊評価に至らなかった。

本発明の分繊用ポリエステルマルチフィラメントは、染斑、パッケージの巻姿が良好で分繊性に優れているので、得られたモノフィラメントはポリトリメチレンテレフタレート繊維の特性を生かしたオーガンジー素材としてブライダル製品や僧侶の袈裟などの用途に有用である。

本発明を実施する紡糸機の概略を示す模式図である。 ドラム状パッケージの膨らみ（バルジ）を示す図である。

符号の説明

１ ：紡糸口金
２ ：オイリングローラー
３ ：糸分けガイド
４ ：第一ゴデットローラー
５ ：第一セパレートローラー
６ ：第二ゴデットローラー
７ ：第二セパレートローラー
８ ：巻取機
９ ：マルチフィラメントパッケージ
１０：保温領域
１１：冷却風

Claims (4)

1. 繊維を構成するポリマー成分の少なくとも９０モル％以上がトリメチレンテレフタレート単位で構成されたポリエステル繊維であり、かつ下記（１）〜（２）項を同時に満足することを特徴とする分繊用ポリエステルマルチフィラメント。
   （１）複屈折：０．０５０〜０．０７０
   （２）伸度（％）：３０〜７０
2. 単糸繊度が１０〜４０デシテックスであり、フィラメント数が４〜２０本である請求項１記載の分繊用ポリエステルマルチフィラメント。
3. ドラム状パッケージに巻かれたマルチフィラメントは実質的に無撚で、かつパッケージの綾角θは７．０度以上である請求項１または２記載の分繊用ポリエステルマルチフィラメント。
4. ポリマー成分の少なくとも９０モル％以上がポリトリメチレンテレフタレート単位で構成されたポリエステルを温度２４０〜２７０℃で紡糸口金より吐出して溶融マルチフィラメントとなし、これを紡糸口金直下に設けた５０〜２００℃の雰囲気温度に保持した長さ５０〜２００ｍｍの保温領域を通過させて急激な冷却を抑制した後、この溶融マルチフィラメントを急冷して固体マルチフィラメントに変え、オイリングローラーにてモノフィラメントの状態でオイリングを施した後に温度４０〜８０℃に加熱した第一ローラーに５００〜３，０００ｍ／分にて巻き付け、次に巻き取ることなく１１０〜１５０℃に加熱した第二ローラーに巻き付け、第一ローラーと第一ローラーより速度を速めた第二ローラーの間で１．２〜４．０倍に延伸し、第二ローラーよりも低速で巻き取ることを特徴とする分繊用ポリエステルマルチフィラメントの製造方法。
   

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